作者: 记者 陈欢欢 来源: 发布时间:2017-11-8 13:40:5
煤炭科学产能:助推煤炭自身革命
——专访中国工程院院士谢和平

 
2008年,全国煤炭产量27.16亿吨,同比增长7.65%,随后几年又不断攀升。鲜有人能预料到,终结煤炭“黄金十年”的寒冬会来的那么突然。
 
但在这一年,一个可能会影响煤炭未来命运的概念也悄然提出。2008年,中国工程院启动“中国能源中长期(2030、2050)发展战略研究”,其中首次提出了“煤炭科学产能”的概念。
 
2012年之后,煤炭行业寒冬突降,加之太阳能等新能源迅猛发展,煤炭的前景突然模糊起来,甚至有人发问:2050年中国还会用煤吗?
 
对于这一疑问,中国工程院院士谢和平的回答很干脆:“这取决于煤炭自身革命,如果洁净度和经济性这两项指标有竞争力,煤炭仍有未来,反之则现在就失去了竞争力。”
 
近日,谢和平在接受《科学新闻》记者专访时介绍了“煤炭科学产能”这一概念的昨天、今天和明天。
 
煤炭仍是主体能源
 
能源,是社会经济发展的物质基础。煤炭,是我国的主要能源,占能源消费的60%左右。根据《BP世界能源展望(2017版)》预测,到2035年我国能源结构中煤炭占比将由2015年的64%下降至42%,但仍是占比最大的能源。
 
谢和平指出,我国煤炭资源丰富的资源禀赋决定了其是实现“中国梦”的重要支撑手段。同时,任何一种新能源的替代都有10~15年左右的周期,需要一定的探索才能实现技术成熟、供应稳定。在他看来,我国目前能源利用洁净、绿色、可持续的总目标不会变,节能优先、能源结构优化、多元能源体系共同发展的能源战略也会维持较长时间。
 
因此,谢和平强调:英雄不论出身——无论是化石能源还是新能源,只要通过高新技术手段变成了绿色、洁净的能源,就应该站在同一条起跑线上对比经济性和可靠性。
 
以煤炭为例,通过发展洁净煤、近零排放等技术实现生产和消费过程的低碳化、绿色化之后,如果其仍然具有经济竞争力,就能和其他能源相竞争。
 
“因此煤炭需要自身革命,才能发挥出资源禀赋优势。”谢和平说。
 
同时,随着我国进入后工业化时代,能源供给侧结构性改革已成为必然。在全国能源革命全面系统推进之际,煤炭产业推动自身革命、实现转型升级成为产业发展必走之路。
 
谢和平指出,要实现煤炭工业可持续发展,必须转变发展理念和模式,走科学化开采的发展道路,以科学产能为依据,加快推进煤炭结构调整与转型升级,加快淘汰落后生产能力,提高产业集中度,从根本上扭转我国煤炭工业“高危、污染、粗放、无序”的行业形象,实现煤炭安全、高效、绿色开采,促进发展方式由数量、速度型向质量、效益型转变,实现从“量的崛起”转向“质的繁荣”。
 
煤炭科学产能的由来
 
中国工程院院士钱鸣高最早提出了绿色开采的理念。为了落实这一理念,2008年中国工程院“中国能源中长期(2030、2050)发展战略研究”中首次提出了“煤炭科学产能”的概念。
 
2011年,在煤炭“黄金十年”的尾声,为应对我国以高碳能源为主的能源结构与发展绿色、低碳经济之间的矛盾,以及煤炭大规模开发利用带来的安全、生态、温室气体排放等一系列严峻问题,中国工程院设立了“中国煤炭清洁高效可持续开发利用战略研究”重大咨询项目。其中,《煤炭安全、高效、绿色开采技术与战略研究》课题组创造性地提出了以安全、高效、绿色开采为目标的“科学产能”体系,提出了科学规划我国五大产煤区的发展战略与政策导向,绘制了我国煤炭资源科学开采的技术路线图。
 
2011年,谢和平、钱鸣高、彭苏萍、胡省三等人在《煤炭科学产能及发展战略初探》一文中,对我国煤炭科学产能的规模、布局和发展潜力进行了全面论述。
 
2012年,谢和平、王金华、申宝宏、刘见中等人在《煤炭开采新理念——科学开采与科学产能》一文中,针对我国煤炭资源开采的现状及存在的问题,提出并详细叙述了煤炭资源“科学开采”和“科学产能”的概念和内涵,系统形成了科学产能的定义、模型及指标体系,并在此基础上提出了生产安全度、生产绿色度、生产机械化程度的煤炭科学产能评价体系,并对我国五大产煤区以及全国和发达国家的科学产能进行了分析对比。
 
2013年,课题组又承担了国家能源局《煤炭安全绿色开发战略》调研课题,进一步形成了“中国煤炭科学产能”这一创新性的理论、战略和实践成果。
 
2014年,由谢和平牵头组织的中国工程院重点研究课题《中国煤炭科学产能研究》项目研究完成结题,同时出版了两本学术专著,对于煤炭科学产能的概念、内涵等理论架构做出了完整系统的论述,同时构建了一套完整的煤炭科学产能综合评价指标体系和评价标准。
 
具体来讲,煤炭科学产能,是指在具有保证一定时期内持续开发的储量前提下,用安全、高效、环境友好的科学技术方法将煤炭资源最大限度采出的生产能力;科学产能要求“资源、人力、科技与装备”都必须达到相应的要求和标准,是煤炭行业和矿区综合能力的体现。
 
尤其是在当前煤炭需求总体偏弱、总体产能过剩的行业背景下,煤炭行业结构调整、淘汰落后产能的步伐明显加快。谢和平指出,在煤炭行业结构调整过程中,科学产能评价可以提供强有力的技术支撑。通过科学产能评价指标的分析计算,能确保符合科学产能发展要求的煤矿发展壮大,逐步淘汰不符合科学产能发展要求的煤矿企业,从而最终实现煤炭行业的平稳健康和可持续发展。
 
摸清现状
 
2016年,煤炭科学研究总院重点基金项目“中国煤炭科学产能评测研究”通过验收,项目系统制定了可实际操作的科学产能评价指标体系,确定了评价的方法和参数,首次发布了105家煤矿企业参与的“2016中国煤炭企业科学产能排行榜”,这在我国尚属首次。之后,2017年又发布了第二次排行榜。两次排行榜的发布成为反映煤炭行业、企业发展科学化水平能力的重要平台。
 
从这两次评测指标均值对比来看,2017年度的安全与绿色表现比2016年度有一定程度提高,高效指标中的机械化程度有所提升,但生产效率有所下降,除比较样本不同外,限产因素或是一个重要方面。
 
从与国际对比来看,美国、德国、澳大利亚等国家的煤矿从业人员安全、健康能得到充分保障,安全指标能够达到科学产能要求。同时,欧美国家煤炭生产对环境保护要求很高,绿色指标较高。欧美先进产煤国家普遍地质条件优越,机械装备先进,综合机械化程度高。所以,与世界先进采煤国家相比,我国煤炭科学产能总体水平相对较低,与世界先进采煤国家有较大差距。
 
谢和平指出,应当根据煤炭科学产能的安全绿色高效发展要求,关闭淘汰一批地质条件极差、煤炭品质低、技术严重落后且极易发生地质灾害和安全事故的矿井;对具备一定基础的中小型矿井进行技术改造,使其符合科学产能标准;对于先进的大中型矿井,应当进一步发挥其示范作用,通过研发更为先进的科学技术与装备、更为先进的采煤法、更为先进的管理手段,形成科学产能示范矿井;对于新建矿井,应一律采用高标准建设,形成科学产能。
 
目前,我国很多矿区正面临着资源枯竭、环境污染和生态恶化的困境。开展科学产能评价,有助于摸清我国煤矿企业产能的技术水平、安全状况及管理的科学化程度的基本状况,为当前行业主管部门进行科学决策、实施煤矿企业关停并转提供重要的数据参考。
 
谢和平表示,煤炭科学产能已成为衡量煤炭企业科学化开采水平的标准,成为提高行业科技创新能力的有效路径,希望随着社会经济发展,在煤炭企业中形成自觉自律遵守科学产能的风气。
 
障碍仍存
 
2016年,我国全年共退出煤炭产能2.9亿吨以上,超额完成年度目标任务。今年,根据《政府工作报告》部署,我国将继续退出煤炭产能1.5亿吨以上。
 
随着去产能工作有序推进,目前的市场环境已经有所改善,煤炭价格持续处于合理区间,煤炭企业的盈利状况也逐渐向好。不过,专家指出,煤炭产业虽然暂时摆脱了危机,但并不意味着煤炭产业自身存在的结构性矛盾已得到根本性解决,持续的去产能和转型升级仍然是产业发展的双重任务。
 
这也为科学产能的推广提供了契机。面对新的形势和挑战,尤其在当前煤炭产能严重过剩的情况下,谢和平表示,贯彻科学产能理念、实施科学开采,是控制煤炭产量、推动市场价格理性回归的有效手段,是煤炭行业生存发展、矿区社会稳定的需要,也是煤炭行业实现长期可持续发展的有效途径。通过科学产能,可以引导资源枯竭企业、落后产能有序退出,总量上以科学产能标准来严控新增产能的质量标准,同时强化行业转型升级力度。
 
不过,虽然煤炭科学产能的理念及理论框架体系已经构建完成,但在煤炭企业的具体应用仅仅部分开展。谢和平指出,由于科学产能评价指标体系与我国实际的统计指标存在一定的数据缺口,评价指标的可操作性尚需要进行一定的校验修正。此外,由于科学产能理念的提出以及理论体系的形成时间较短,社会各界对于科学产能的认知度还有待提高。要想客观反映我国煤炭行业整体水平,还要在未来进一步扩大样本容量,建立起科学产能大数据,客观反映我国煤炭行业整体科技与管理水平。
 
“科学产能的实现是不容易的,需要高新技术来支撑,需要现代化的规范管理来保障,需要全体煤炭职工奋发精神、艰苦努力来实现;同时,需要政府的政策与财政支持,也需要社会各界的广泛认知和认同。”谢和平说,思想观念是煤炭科学产能的价值导向,煤炭只有以科学产能为理念,以先进生产技术和科学管理为抓手,才能建立起安全、高效、绿色的现代化煤炭工业生产体系,实现煤炭行业安全、高效、绿色开采和可持续发展。
 
“我相信,通过我们共同努力,煤炭科学产能理论体系不仅可以作为今后新建矿井准入以及煤矿关停并转的依据,更能引导、促进以及倒逼煤炭的理念革命、技术革命和体制革命,走上绿色开采与洁净利用的道路,使煤炭行业真正实现以科学产能为理念,以科学开采为手段,建立安全、高效、绿色、经济等社会全面协调的可持续的现代化煤炭工业生产体系,真正以煤炭科学开采的科学产能来支撑和保障国民经济和社会发展的能源需求。”谢和平说。
 
前景可期
 
2016年5月30日,习近平总书记在全国科技创新大会上指出,向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题。
 
煤炭作为资源性产业,同样面临着地球浅部矿物资源逐渐枯竭,资源开发不断走向地球深部的问题。目前煤炭开采深度已达1500米,谢和平指出,我国已探明的煤炭储量在2000米以浅,未来对2000米以深的还会继续探明。
 
谢和平认为,深部煤炭资源的绿色安全高效智能开发成为未来煤炭工业可持续发展的核心。我国要在深地煤炭资源开发领域成为国际上的领跑者,释放出深部科学产能,就必须颠覆现有的煤炭开发理论与技术。
 
“未来的煤矿将不再是人下井、煤出井、矸石成山、尘土飞扬的场景,而是清洁、安全、智能、环境协调、生态友好的电力传输和能源调蓄基地。”谢和平表示,实现矿物资源从固体开发向流态开发的根本转变,关键在于探索一套井下采、选、冶、充、气、电、热、输的一体化无人作业智能采掘与转化系统,极大地提高深地资源的开发效率、运输效率和转换效率,颠覆传统固体资源开发的开采模式和运输模式,实现固态矿产资源开采深度上的突破,为我国可采资源总量翻一番提供技术支撑。
 
我国未来将产生众多关停矿井,形成大体量的地下空间,如何利用这些空间是一个巨大挑战。对此,谢和平认为,深地空间资源开发与利用已成为人类活动的未来趋势,需要探索相应的科学理论与技术体系。据悉,其课题组提出的关停矿井地下生态城市示范区、地下生态景观、地下疗养院等地下空间利用方案,有望为今后关停矿井综合利用指明方向。
 
对于煤炭的未来,谢和平有一个“煤炭梦”:2020~2030年,建成超低生态损害与超低排放的机械化、信息化煤炭开发利用体系,进入井下少人、接近天然气排放水平的煤炭工业3.0时代,煤矿井下空间得到初步利用;2030~2040年,建成近零生态损害与近零排放的智能化、多元煤炭开发利用体系,进入井下无人、接近清洁能源排放水平的煤炭工业4.0时代,煤矿井下空间得到有效利用;2040~2050年,建成煤基多元、开放、协同、绿色开发利用的清洁能源基地,进入井下无人、地上无煤、纯清洁能源的煤炭工业5.0时代,煤矿井下空间资源与城镇化发展协同开发利用。
 
他说:“我衷心期望这一天早日到来。”■
 
《科学新闻》 (科学新闻2017年10月刊 封面)
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